DE102014216213B4 - METHODS AND SYSTEMS FOR REPORTING WATER TO AN OXYGEN SENSOR BASED ON POWER CONSUMPTION OF A SENSOR HEATER - Google Patents
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Abstract
Motorverfahren, welches Folgendes umfasst: Angeben einer Wassermenge an einem Sauerstoffsensor, der in einem Motoreinlass angeordnet ist, auf der Grundlage einer transienten Erhöhung eines Leistungsverbrauchs von einem Heizelement des Sauerstoffsensors, wobei die Wassermenge an dem Sauerstoffsensor angegeben wird, wenn der Leistungsverbrauch um einen Schwellenbetrag über ein Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ansteigt.An engine method, comprising: indicating an amount of water at an oxygen sensor disposed in an engine intake based on a transient increase in power consumption from a heating element of the oxygen sensor, wherein the amount of water at the oxygen sensor is indicated when the power consumption is above a threshold amount a baseline power consumption level increases.
Description
Motorsysteme können eine Rückführung von Abgas von einem Motorabgassystem zu einem Motoransaugsystem, ein als Abgasrückführung (EGR) bezeichneter Prozess, zum Verringern regulierter Emissionen verwenden. Beispielsweise kann ein turbogeladenes Motorsystem ein Niederdruck-(LP)-EGR-System aufweisen, das Abgas vom Abgassystem zum Ansaugdurchgang stromaufwärts eines Turboladerkompressors rückführt. Ein Einlasssauerstoffsensor (IAO2) kann sich im Motoreinlass stromabwärts des Kompressors und eines Ladeluftkühlers befinden, um eine Angabe des EGR-Flusses auf der Grundlage des gemessenen Wassergehalts der Ansaugluft bereitzustellen.Engine systems may use recirculation of exhaust gas from an engine exhaust system to an engine intake system, a process referred to as exhaust gas recirculation (EGR), to reduce regulated emissions. For example, a turbocharged engine system may include a low pressure (LP) EGR system that recirculates exhaust gas from the exhaust system to the intake passage upstream of a turbocharger compressor. An intake oxygen sensor (IAO2) may be located in the engine intake downstream of the compressor and an intercooler to provide an indication of EGR flow based on measured intake air water content.
Die
Die vorliegenden Erfinder haben verschiedene mit dem vorstehenden System verbundene Probleme erkannt. Insbesondere können Einlasssauerstoffsensor-(IAO2)-Messungen zur Bestimmung der Abgasrückführung (EGR) in Niederdruck-EGR-Fahrzeugsystemen eine ungenaue Angabe des EGR-Flusses geben, falls Wasser von einer anderen Quelle in Kontakt mit dem IAO2 gelangt. Wenn der IAO2 beispielsweise stromabwärts des Ladeluftkühlers (CAC) angeordnet ist, kann am CAC gebildetes Kondensat aus dem CAC austreten und gegen den IAO2 spritzen. Dadurch kann der IAO2 eine höhere Wasserkonzentration messen, als tatsächlich dem Wasserdampfgehalt der EGR in der Ansaugluft zugeschrieben werden kann. Es kann dann auf der Grundlage der Ausgabe des IA02-Sensors eine höhere EGR-Flussrate als die tatsächliche EGR-Flussrate angegeben werden. Bei einigen Beispielen kann die Verwendung dieser ungenauen EGR-Messung Diagnoseroutinen sowie eine ungenaue Einstellung der Zündzeitsteuerung oder anderer Verbrennungsparameter auslösen.The present inventors have recognized various problems associated with the above system. In particular, intake oxygen sensor (IAO2) measurements for determining exhaust gas recirculation (EGR) in low pressure EGR vehicle systems may give an inaccurate indication of EGR flow if water from another source contacts the IAO2. For example, if the IAO2 is located downstream of the charge air cooler (CAC), condensate formed on the CAC may exit the CAC and splash against the IAO2. This allows the IAO2 to measure a higher water concentration than can actually be attributed to the EGR water vapor content in the intake air. A higher EGR flow rate than the actual EGR flow rate may then be indicated based on the output of the IA02 sensor. In some examples, use of this inaccurate EGR measurement may trigger diagnostic routines as well as inaccurate adjustment of spark timing or other combustion parameters.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Motorverfahren und ein System für einen Motor bereitzustellen, womit die vorstehend genannten Probleme adressiert werden können.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an engine method and system for an engine which can address the above problems.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Motorverfahren gemäß dem Anspruch 1 und 10 sowie ein System gemäß dem Anspruch 18 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.To solve this problem, a motor method according to
Bei einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Angeben von Wasser an einem in einem Motoreinlass angeordneten Sauerstoffsensor auf der Grundlage einer transienten Erhöhung der von einem Heizelement des Sauerstoffsensors verbrauchten Leistung adressiert werden. Insbesondere kann der Sauerstoffsensor stromabwärts eines Ladeluftkühlers (CAC) angeordnet sein. Wenn Wasser in Kontakt mit dem Sauerstoffsensor gelangt, kann der Leistungsverbrauch des Heizelements zunehmen. Die Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor kann die Angabe einer Wassermenge am Sauerstoffsensor auf der Grundlage des Betrags der transienten Erhöhung der vom Heizelement verbrauchten Leistung einschließen. Wenn der Leistungsverbrauch des Heizelements beispielsweise weiter über ein Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ansteigt, kann die am Sauerstoffsensor angegebene Wassermenge zunehmen. Ansprechend auf eine Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor können eine oder mehrere von einer Zündzeitsteuerung und einer Position einer Ansaugdrossel eingestellt werden. Zusätzlich können ansprechend auf die Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor die EGR-Diagnostik und/oder die Sauerstoffsensorheizelementdiagnostik deaktiviert werden. Bei einem Beispiel kann das Deaktivieren der EGR-Diagnostik das Deaktivieren von Motorbetriebsparametereinstellungen auf der Grundlage von EGR-Flussschätzungen aufweisen, wobei die EGR-Flussschätzungen auf der Sauerstoffsensorausgabe beruhen. Auf diese Weise können EGR-Flussschätzungen, wenn Wasser am Sauerstoffsensor angegeben wird, nicht verwendet werden, um die Zündzeitsteuerung oder andere Verbrennungsparameter einzustellen oder Diagnoseroutinen auszulösen. Dadurch können die Verbrennungsstabilität und die Genauigkeit der Motorsteuerung erhöht werden. Ferner kann das Einstellen der Ansaugdrossel und/oder der Zündzeitsteuerung, während Wasser am Sauerstoffsensor angegeben wird, die Instabilität der Verbrennung infolge der Wasseraufnahme am Motor verringern.In one example, the issues described above may be addressed by a method for indicating water at an oxygen sensor disposed in an engine intake based on a transient increase in power consumed by a heating element of the oxygen sensor. In particular, the oxygen sensor may be located downstream of a charge air cooler (CAC). If water comes into contact with the oxygen sensor, the power consumption of the heater may increase. Indicating water at the oxygen sensor may include indicating an amount of water at the oxygen sensor based on the magnitude of the transient increase in power consumed by the heating element. For example, if the power consumption of the heater element continues to increase above a baseline power consumption level, the amount of water indicated on the oxygen sensor may increase. One or more of spark timing and position of an intake throttle may be adjusted in response to an indication of water at the oxygen sensor. Additionally, in response to an indication of water at the oxygen sensor, the EGR diagnostic and/or the oxygen sensor heater diagnostic may be disabled. In one example, disabling EGR diagnostics may include disabling engine operating parameter adjustments based on EGR flow estimates, where the EGR flow estimates are based on oxygen sensor output. In this way, when water is indicated at the oxygen sensor, EGR flow estimates cannot be used to adjust spark timing or other combustion parameters or to trigger diagnostic routines. As a result, combustion stability and engine control accuracy can be increased. Further, adjusting intake throttle and/or spark timing while water is indicated at the oxygen sensor may reduce combustion instability due to engine water ingestion.
Es sei bemerkt, dass die vorstehende Kurzfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Es ist nicht vorgesehen, dass sie Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifiziert, dessen Schutzumfang ausschließlich durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementationen beschränkt, die irgendwelche der vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines als Beispiel dienenden Motorsystems mit einem stromabwärts eines Ladeluftkühlers angeordneten Sauerstoffsensor. -
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Angabe von Wasser an einem Sauerstoffsensor und zum Einstellen von Motorbetriebsbedingungen ansprechend auf die Wasserangabe. -
3 ist eine Graphik als Beispiel dienender Motorbetriebsparametereinstellungen auf der Grundlage an einem Einlasssauerstoffsensor angegebenen Wassers.
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1 12 is a schematic diagram of an example engine system with an oxygen sensor located downstream of a charge air cooler. -
2 12 is a flow chart of a method for indicating water at an oxygen sensor and adjusting engine operating conditions in response to the water indication. -
3 Figure 12 is a graph of example engine operating parameter adjustments based on water indicated at an intake oxygen sensor.
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Angeben von Wasser an einem Sauerstoffsensor auf der Grundlage des Leistungsverbrauchs eines Heizelements des Sauerstoffsensors. Insbesondere kann der Sauerstoffsensor in einem Motoreinlass stromabwärts eines Ladeluftkühlers (CAC) eines Motorsystems in der Art des Motorsystems aus
Ein Motorabtriebsdrehmoment kann auf einen Drehmomentwandler (nicht dargestellt) übertragen werden, um das Automatikgetriebesystem 150 anzutreiben. Ferner können eine oder mehrere Kupplungen, einschließlich einer Vorwärtskupplung 154, eingerückt werden, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Bei einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebesystems 150 bezeichnet werden. Ferner kann das Getriebesystem 150 mehrere Gangkupplungen 152 aufweisen, die bei Bedarf eingerückt werden können, um mehrere feste Getriebegangverhältnisse zu aktivieren. Insbesondere kann das Getriebe durch Einstellen des Einrückens der mehreren Gangkupplungen 152 zwischen einem höheren Gang (d.h. einem Gang mit einem niedrigeren Gangverhältnis) und einem niedrigeren Gang (d.h. einem Gang mit einem höheren Gangverhältnis) geschaltet werden. Dabei ermöglicht die Gangverhältnisdifferenz eine niedrigere Drehmomentvervielfachung über das Getriebe, wenn es sich im höheren Gang befindet, während sie eine höhere Drehmomentvervielfachung über das Getriebe ermöglicht, wenn es sich im niedrigeren Gang befindet. Das Fahrzeug kann vier verfügbare Gänge haben, wobei der Getriebegang vier (der vierte Getriebegang) der höchste verfügbare Gang ist und der Getriebegang eins (der erste Getriebegang) der niedrigste verfügbare Gang ist. Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug mehr oder weniger als vier verfügbare Gänge haben. Eine Steuereinrichtung kann den Getriebegang ändern (beispielsweise den Getriebegang hochschalten oder herunterschalten), um den Betrag des über das Getriebe und den Drehmomentwandler auf die Fahrzeugräder 156 übertragenen Drehmoments (d.h. das Motorwellenabtriebsdrehmoment) einzustellen.Engine output torque may be transferred to a torque converter (not shown) to drive the
Wenn das Getriebe zu einem niedrigeren Gang schaltet, nimmt die Motorgeschwindigkeit (Ne oder RPM) zu, wodurch der Motorluftfluss erhöht wird. When the transmission shifts to a lower gear, engine speed (Ne or RPM) increases, increasing engine airflow.
Ein durch den sich drehenden Motor erzeugtes Ansaugkrümmervakuum kann bei der höheren RPM erhöht werden. Bei einigen Beispielen kann ein Herunterschalten verwendet werden, um den Motorluftfluss zu erhöhen und in einem Ladeluftkühler (CAC) 80 angesammeltes Kondensat abzuführen.Intake manifold vacuum created by the spinning engine may be increased at the higher RPM. In some examples, a downshift may be used to increase engine airflow and purge accumulated condensate in a charge air cooler (CAC) 80 .
Die Verbrennungskammern 30 können Ansaugluft vom Ansaugkrümmer 44 empfangen und Verbrennungsgase über einen Abgaskrümmer 46 zu einem Abgasdurchgang 48 ausstoßen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskrümmer 46 können über jeweilige Ansaugventile und Abgasventile (nicht dargestellt) selektiv mit der Verbrennungskammer 30 kommunizieren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Ansaugventile und/oder zwei oder mehr Abgasventile aufweisen.The
Kraftstoffeinspritzer 50 sind wie dargestellt direkt mit der Verbrennungskammer 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Pulsbreite des von der Steuereinrichtung 12 empfangenen Signals FPW direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 50 eine so genannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 30 bereit, es ist jedoch zu verstehen, dass auch eine Saugrohreinspritzung möglich ist. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzer 50 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, welches einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler aufweist.
Bei einem als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel in der Art einer Zündkerze 52 gezündet, was zu einer Verbrennung führt. Die Funkenzündzeitsteuerung kann so gesteuert werden, dass die Zündung vor (vorgezogen) oder nach (verzögert) der vom Hersteller spezifizierten Zeit geschieht. Beispielsweise kann die Zündzeitsteuerung gegenüber der Maximales-Bremsdrehmoment-(MBT)-Zeitsteuerung verzögert werden, um das Motorklopfen zu steuern, oder unter Bedingungen einer hohen Feuchtigkeit vorgezogen werden. Insbesondere kann die MBT-Zeitsteuerung vorgezogen werden, um der langsamen Verbrennungsrate Rechnung zu tragen. Bei einem Beispiel kann die Zündung während eines Einsetzens verzögert werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Kompressionszündung verwendet werden, um den eingespritzten Kraftstoff zu zünden.In a process called ignition, the injected fuel is ignited by known ignition means such as a
Der Ansaugkrümmer 44 kann Ansaugluft von einem Ansaugdurchgang 42 empfangen. Der Ansaugdurchgang 42 weist eine Drossel 21 mit einer Drosselplatte 22 zum Regeln des Flusses zum Ansaugkrümmer 44 auf. Bei diesem bestimmten Beispiel kann die Position (TP) der Drosselplatte 22 durch die Steuereinrichtung 12 geändert werden, um eine elektronische Drosselsteuerung (ETC) zu ermöglichen. Auf diese Weise kann die Drossel 21 betätigt werden, um die den Verbrennungskammern 30 bereitgesellte Ansaugluft zu ändern. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 12 die Drosselplatte 22 einstellen, um eine Öffnung der Drossel 21 zu vergrößern. Durch Vergrößern der Öffnung der Drossel 21 kann die dem Ansaugkrümmer 44 zugeführte Luftmenge vergrößert werden. Bei einem alternativen Beispiel kann die Öffnung der Drossel 21 verringert werden, oder sie kann vollständig geschlossen werden, um den Luftfluss zum Ansaugkrümmer 44 zu unterbrechen. Gemäß einigen Ausführungsformen können zusätzliche Drosseln im Ansaugdurchgang 42 vorhanden sein, wie eine Drossel stromaufwärts eines Kompressors 60 (nicht dargestellt).The
Ferner kann gemäß den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungs-(EGR)-System einen gewünschten Teil des Abgases über einen EGR-Durchgang in der Art des Hochdruck-EGR-Durchgangs 140 vom Abgasdurchgang 48 zum Ansaugdurchgang 42 leiten. Die dem Ansaugdurchgang 42 bereitgestellte EGR-Menge kann durch die Steuereinrichtung 12 über ein EGR-Ventil in der Art des Hochdruck-EGR-Ventils 142 geändert werden. Unter einigen Bedingungen kann das EGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft-KraftstoffGemisches innerhalb der Verbrennungskammer zu regeln.
Der Motor 10 kann ferner eine Kompressionsvorrichtung in der Art eines Turboladers oder Laders aufweisen, welche wenigstens einen entlang dem Ansaugdurchgang 42 angeordneten Kompressor 60 aufweist. Für einen Turbolader kann der Kompressor 60 zumindest teilweise, beispielsweise über eine Welle oder eine andere Kopplungsanordnung, durch eine Turbine 62 angetrieben werden. Die Turbine 62 kann entlang dem Abgasdurchgang 48 angeordnet sein. Es können verschiedene Anordnungen für das Antreiben des Kompressors vorgesehen sein. Für einen Lader kann der Kompressor 60 zumindest teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und möglicherweise keine Turbine aufweisen. Demgemäß kann der einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Lader bereitgestellte Kompressionsbetrag durch die Steuereinrichtung 12 geändert werden.The
Gemäß der in
Ferner kann der Abgasdurchgang 48 eine Ladedruckregelklappe 26 aufweisen, um Abgas von der Turbine 62 abzuleiten. Zusätzlich kann der Ansaugdurchgang 42 ein Kompressor-Nebenschluss- oder -rückführungsventil (CRV) 27 aufweisen, das dafür ausgelegt ist, Ansaugluft um den Kompressor 60 herum umzuleiten. Die Ladedruckregelklappe 26 und/oder das CRV 27 können durch die Steuereinrichtung 12 gesteuert werden, um sie beispielsweise zu öffnen, wenn ein niedrigerer Aufladedruck erwünscht ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 12 ansprechend auf ein Kompressorpumpen oder ein mögliches Kompressorpumpereignis das CRV 27 öffnen, um den Druck am Auslass des Kompressors 60 zu verringern. Dies kann das Kompressorpumpen verringern oder unterbrechen.Further, the
Der Ansaugdurchgang 42 kann ferner einen Ladeluftkühler (CAC) 80 (beispielsweise einen Intercooler) aufweisen, um die Temperatur der turbogeladenen oder aufgeladenen Ansauggase zu verringern. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der CAC 80 ein Luft-Luft-Wärmetauscher sein. Gemäß anderen Ausführungsformen kann der CAC 80 ein Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher sein. Der CAC 80 kann auch einen CAC mit veränderlichem Volumen sein. Heiße Ladeluft (aufgeladene Luft) vom Kompressor 60 tritt in den Einlass des CAC 80 ein, kühlt ab, während sie durch den CAC läuft, und tritt dann aus, um durch die Drossel 21 hindurchzulaufen, und tritt dann in den Motoransaugkrümmer 44 ein. Ein Umgebungsluftstrom von außerhalb des Fahrzeugs kann durch ein vorderes Ende des Fahrzeugs in den Motor 10 eintreten und durch den CAC hindurchströmen, um das Kühlen der Ladeluft zu unterstützen. Kondensat kann sich bilden und sich im CAC ansammeln, wenn die Umgebungslufttemperatur abnimmt, oder während feuchter und regnerischer Wetterbedingungen, wobei die Ladeluft bis unter die Taupunkttemperatur des Wassers abgekühlt wird. Wenn die in den CAC eintretende Ladeluft aufgeladen ist (beispielsweise Aufladedruck und/oder CAC-Druck größer als der Atmosphärendruck), kann sich ein Kondensat bilden, falls die CAC-Temperatur unter die Taupunkttemperatur abfällt. Wenn die Ladeluft rückgeführte Abgase enthält, kann das Kondensat sauer werden und das CAC-Gehäuse korrodieren. Die Korrosion kann im Fall von Wasser-Luft-Kühlern zu Lecks zwischen der Luftladung, der Atmosphäre und möglicherweise dem Kühlmittel führen. Falls sich ein Kondensat im CAC ansammelt, kann es ferner während Zeiten eines erhöhten Flusses vom Motor aufgenommen werden. Dadurch können eine instabile Verbrennung und/oder Fehlzündungen des Motors auftreten.The
Aufweisen, die im Ansaugdurchgang 42 oder im Motoreinlass angeordnet sind. Dabei können der eine oder die mehreren Sauerstoffsensoren als Einlasssauerstoffsensoren bezeichnet werden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist ein Einlasssauerstoffsensor (IAO2) 162 stromabwärts des CAC 80 im Motoreinlass positioniert. Bei einem Beispiel kann der IAO2 162 an einem Auslass des CAC 80 positioniert werden. Dabei kann der IAO2 162 hier als CAC-Auslasssauerstoffsensor bezeichnet werden. Gemäß einem anderen Beispiel kann der IAO2 162 stromabwärts des Auslasses des CAC 80 im Ansaugkrümmer 44 positioniert werden. Bei einem weiteren Beispiel kann der IAO2 stromaufwärts der Drossel 21 und stromabwärts des CAC 80 positioniert werden.Having located in the
Der IAO2 162 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Angabe der Sauerstoffkonzentration der Ladeluft (beispielsweise der durch den Ansaugdurchgang 42 strömenden Luft) sein, wie ein linearer Sauerstoffsensor, ein Einlass-UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff)-Sensor, ein Zweizustandssauerstoffsensor usw. Der IAO2 162 weist eine Heizung oder ein Heizelement auf, die oder das dafür ausgelegt ist, aktiviert zu werden, um den IAO2 auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen. Insbesondere kann der IAO2 eine Solltemperatur, wie 800 °C, aufweisen. Bei einem anderen Beispiel kann die Solltemperatur des IAO2 größer oder kleiner als 800 °C sein. Ein in einem geschlossenen Regelkreis arbeitendes Steuersystem des IAO2 kann dann das Heizelement steuern, um die Solltemperatur aufrechtzuerhalten. Falls die Temperatur des Sensors beispielsweise bis unter den Sollpunkt abnimmt, kann das Heizelement mehr an den Sensor ausgegebene Leistung verbrauchen, um die Sensortemperatur zu erhöhen. Weitere Einzelheiten zum Leistungsverbrauch des Heizelements zur Aufrechterhaltung einer Solltemperatur des IAO2 werden nachstehend erörtert.The
Der EGR-Verdünnungsprozentsatz der Ansaugladung zu einer gegebenen Zeit (beispielsweise das Verhältnis zwischen verbrannten Gasen und Luft in einem Ansaugdurchgang des Motors) kann von der Ausgabe des IAO2 162 abgeleitet werden. Wenn die Sauerstoffansaugkonzentration verringert wird, kann insbesondere eine Erhöhung der EGR abgeleitet werden, weil das Vorhandensein der EGR den Sauerstoff im Ansaugstrom am IAO2-Sensor 162 verdünnen kann. Wenn umgekehrt die Sauerstoffansaugkonzentration zunimmt, kann eine Verringerung der EGR infolge der EGR-Reduktion abgeleitet werden. Die Steuereinrichtung 12 kann die prozentuale Verdünnung des EGR-Stroms auf der Grundlage einer Rückkopplung vom IAO2 162 schätzen. Ferner kann die Steuereinrichtung 12 dann eine EGR-Menge oder EGR-Flussrate auf der Grundlage der Rückkopplung vom IAO2 162 schätzen. Bei einigen Beispielen kann die Steuereinrichtung 12 dann ein oder mehrere von dem Hochdruck-EGR-Ventil 142, dem Niederdruck-EGR-Ventil 155, der Drossel 21, dem CRV 27 und der Ladedruckregelklappe 26 einstellen, um einen gewünschten EGR-Verdünnungsprozentsatz der Ansaugladung und/oder die gewünschte EGR-Flussrate zu erreichen.The EGR dilution percentage of the intake charge at a given time (e.g., the ratio between burned gases and air in an intake passage of the engine) can be derived from the output of
Die Steuereinrichtung 12 ist in
Andere Sensoren, die Signale zur Steuereinrichtung 12 senden können, umfassen einen Temperatur- und/oder Drucksensor 124 an einem Auslass eines Ladeluftkühlers 80, den IAO2 162 und einen Aufladedrucksensor 126. Es können auch andere nicht dargestellte Sensoren vorhanden sein, wie ein Sensor zum Bestimmen der Ansaugluftgeschwindigkeit am Einlass des Ladeluftkühlers, sowie andere Sensoren. Bei einigen Beispielen kann das Speichermedium des Nurlesespeicherchips 106 mit computerlesbaren Daten programmiert werden, welche von der Mikroprozessoreinheit 102 ausführbare Befehle zum Durchführen der nachstehend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorweggenommen werden, jedoch nicht spezifisch aufgelistet sind, repräsentieren. Als Beispiel dienende Routinen werden hier in
Das System aus
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ein Einlasssauerstoffsensor (IAO2) stromabwärts eines CAC angeordnet werden, um die Sauerstoffkonzentration der Ansaugluft zu bestimmen. Insbesondere kann der IAO2-Sensor verwendet werden, um den EGR-Verdünnungsprozentsatz der Ansaugladeluft zu bestimmen und nachfolgend eine Schätzung des EGR-Flusses zu bestimmen. IAO2-Messungen können jedoch eine ungenaue Angabe des EGR-Flusses geben, falls Wasser von einer anderen Quelle mit dem IAO2 in Kontakt gelangt. Beispielsweise kann sich ein Kondensat, wie vorstehend erörtert wurde, innerhalb des CAC bilden und dann davon ausgestoßen werden. In dieser Situation kann das Kondensat den IAO2 treffen und bewirken, dass der IAO2 eine höhere Wasserkonzentration misst als tatsächlich dem Wasserdampfgehalt der EGR in der Ansaugluft zugeschrieben werden kann. Der IAO2-Sensor kann dann eine EGR-Flussrate angeben, die höher als die tatsächliche EGR-Flussrate ist. Bei einigen Beispielen kann die Verwendung dieser ungenauen EGR-Messung Diagnoseroutinen in der Art der EGR-Systemdiagnostik auslösen. Zusätzlich können die Zündzeitsteuerung oder andere Verbrennungsparameter, wie die Einspritzzeitsteuerung, ansprechend auf die EGR-Flussschätzung falsch eingestellt werden.As described above, an intake oxygen sensor (IAO2) may be placed downstream of a CAC to determine the oxygen concentration of the intake air. In particular, the IAO2 sensor may be used to determine the EGR dilution percentage of the intake charge air and subsequently determine an estimate of the EGR flow. However, IAO2 measurements may give an inaccurate indication of EGR flow if water from another source contacts the IAO2. For example, as discussed above, condensate may form within the CAC and then be expelled therefrom. In this situation, the condensate can hit the IAO2 and cause the IAO2 to measure a higher water concentration than can actually be attributed to the water vapor content of the EGR in the intake air. The IAO2 sensor may then indicate an EGR flow rate that is higher than the actual EGR flow rate. In some examples, use of this inaccurate EGR measurement may trigger diagnostic routines such as EGR system diagnostics. Additionally, spark timing or other combustion parameters, such as injection timing, may be misadjusted in response to the EGR flow estimate.
Wie vorstehend einleitend erwähnt wurde, weist der IAO2 ein Heizelement zum Aufrechterhalten einer Betriebstemperatur des Sensors auf. Wenn Wasser in Kontakt mit dem IAO2 gelangt oder gegen diesen spritzt, kann die Temperatur des Heizelements abnehmen. Dadurch erhöht eine in einer geschlossenen Regelschleife arbeitende Temperatursteuereinrichtung des IAO2 die dem Heizelement zugeführte Leistung, um die IA02-Temperatur bei der Solltemperatur zu halten. Demgemäß kann eine Erhöhung der Heizelementleistung oder des Leistungsverbrauchs des Heizelements angeben, dass Wasser am IAO2 vorhanden ist. Dies kann wiederum angeben, dass sich Wasser durch den Ansaugkrümmer und zu den Zylindern des Motors bewegt.As mentioned in the introduction above, the IAO2 has a heating element for maintaining an operating temperature of the sensor. If water comes into contact with or splashes against the IAO2, the temperature of the heating element may decrease. As a result, a closed loop temperature controller of the IAO2 increases the power supplied to the heating element to maintain the IA02 temperature at the setpoint temperature. Accordingly, an increase in heater power or heater power consumption may indicate that water is present at IAO2. This, in turn, can indicate water is moving through the intake manifold and to the cylinders of the engine.
Falls der Leistungsverbrauch des Heizelements um einen Schwellenbetrag zunimmt, kann Wasser am IAO2 und im Ansaugkrümmer angegeben werden. Bei einem Beispiel kann ein Grundlinienleistungsverbrauchswert PGrund während der Kalibrierung des IAO2 bestimmt werden. Insbesondere kann der Grundlinienleistungsverbrauch des IAO2 während einer Bedingung bestimmt werden, bei der kein Wasser in trockener oder feuchter Luft (beispielsweise unter im Wesentlichen trockenen Bedingungen) in Kontakt mit dem Sensor gelangt. Falls dann während des Motorbetriebs der Leistungsverbrauch des Heizelements um einen Schwellenbetrag über das Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ansteigt, kann eine Steuereinrichtung (beispielsweise die in
Zusätzlich kann eine Wassermenge am IAO2 oder eine Rate des in Kontakt mit dem IAO2 stehenden Wassers auf der Grundlage des Betrags der Erhöhung der Leistung oder des Leistungsverbrauchs des Heizelements gegenüber dem Grundlinienleistungsverbrauchsniveau bestimmt werden. Wenn ΔP zunimmt, können beispielsweise auch die Wassermenge und/oder die Wasseransammlungsrate am IAO2 zunehmen. Wenn ΔP zunimmt, kann demgemäß auch die vom Motor aufgenommene Wassermenge zunehmen. Dadurch können Fehlzündungen des Motors und/oder eine instabile Verbrennung auftreten.Additionally, an amount of water at IAO2 or a rate of water in contact with IAO2 may be determined based on the amount of increase in power or power consumption of the heating element from the baseline power consumption level. For example, as ΔP increases, the amount of water and/or rate of water accumulation at IAO2 may also increase. Accordingly, as ΔP increases, the amount of water ingested by the engine may also increase. This can cause engine misfire and/or unstable combustion.
Ansprechend auf eine Angabe, dass sich Wasser am IAO2 befindet, kann die Steuereinrichtung die Motorsystemdiagnostik deaktivieren und/oder ansprechend auf eine Wasseraufnahme am Ansaugkrümmer abmildernde Maßnahmen ergreifen. Bei einem Beispiel kann die Steuereinrichtung ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 die EGR-Systemdiagnostik deaktivieren. Beispielsweise können Einstellungen der EGR-Flussrate und/oder von Verbrennungsparametern ansprechend auf Schätzungen des EGR-Flusses vorübergehend deaktiviert werden, bis sich kein Wasser mehr am IAO2 befindet (der Leistungsverbrauch beispielsweise bis unter den Schwellenwert abgenommen hat). Bei einem anderen Beispiel kann die Steuereinrichtung ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 die Diagnostik des IA02-Heizelements deaktivieren. Beispielsweise kann die Erhöhung des Leistungsverbrauchs des Heizelements zu Angaben einer Verschlechterung des Heizelements und/oder von Überstrommesswerten des Heizelements führen. Demgemäß kann während Wasserspritzbedingungen am IAO2 (beispielsweise wenn ΔP größer als der Schwellenwert ist) die Angabe der IA02-Verschlechterung deaktiviert werden. Bei wieder einem anderen Beispiel kann ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 der Luftfluss zum Motor eingestellt werden, um die Rate der Wasseraufnahme des Motors unter eine Rate zu regeln, die Fehlzündungen des Motors und/oder einen instabilen Betrieb des Motors bewirken kann. Insbesondere kann die Drosselöffnung verringert werden, um den Luftfluss und die Rate der Wasseraufnahme in den Motor zu verringern. Der Betrag der Verringerung der Drosselöffnung kann auf der Wassermenge am IAO2 beruhen. Wenn die Wassermenge am IAO2 zunimmt (beispielsweise wenn der Leistungsverbrauch des Heizelements weiter über die Grundlinie ansteigt), kann die Öffnung der Drossel in höherem Maße verringert werden. Bei einem anderen Beispiel kann die Steuereinrichtung ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 die Zündzeitsteuerung einstellen und/oder Verbrennungsparameter ändern, um der erhöhten Wassermenge in den Motorzylindern Rechnung zu tragen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung die Zündzeitsteuerung auf der Grundlage der am IAO2 geschätzten Wassermenge einstellen.In response to an indication that there is water at the IAO2, the controller may disable engine system diagnostics and/or taking mitigating action in response to intake manifold water ingestion. In one example, the controller may disable the EGR system diagnostics in response to a water indication on the IAO2. For example, adjustments to EGR flow rate and/or combustion parameters may be temporarily disabled in response to EGR flow estimates until there is no water at IAO2 (e.g., power consumption has decreased below the threshold). In another example, the controller may disable the IA02 heater diagnostic in response to a water indication on the IAO2. For example, the increase in heater power consumption may result in indications of heater degradation and/or heater overcurrent readings. Accordingly, during water spray conditions at IAO2 (e.g., when ΔP is greater than the threshold), indication of IA02 degradation may be disabled. In yet another example, in response to a water indication on IAO2, airflow to the engine may be adjusted to control the rate of engine water ingestion below a rate that may cause engine misfire and/or engine unstable operation. In particular, throttle opening can be reduced to reduce airflow and the rate of water ingestion into the engine. The amount of throttle opening reduction may be based on the amount of water at the IAO2. As the amount of water at the IAO2 increases (e.g., as the heater power draw continues to increase above the baseline), the throttle opening may be reduced to a greater extent. In another example, in response to a water indication on the IAO2, the controller may adjust spark timing and/or change combustion parameters to account for the increased amount of water in the engine cylinders. In particular, the controller may adjust the ignition timing based on the amount of water estimated at IAO2.
Auf diese Weise kann ein Motorverfahren das Angeben von Wasser an einem Sauerstoffsensor, der in einem Motoreinlass angeordnet ist, auf der Grundlage einer transienten Erhöhung der von einem Heizelement des Sauerstoffsensors verbrauchten Leistung aufweisen. Bei einem Beispiel ist der Sauerstoffsensor an einem Auslass eines Ladeluftkühlers angeordnet. Das Verfahren kann ferner das Deaktivieren der Abgasrückführungssystemdiagnostik ansprechend auf die Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor aufweisen. Zusätzlich kann das Verfahren das vorübergehende Deaktivieren einer Sauerstoffsensorheizelementverschlechterungsangabe ansprechend auf die Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor aufweisen, wobei die Dauer der Deaktivierung von der Leistungserhöhungsrate abhängt. Dadurch können Änderungen des Leistungsverbrauchs des Heizelements keine Angabe einer Verschlechterung des Heizelements auslösen, wenn Wasser am Sauerstoffsensor angegeben wird.In this way, an engine method may include indicating water at an oxygen sensor disposed in an engine intake based on a transient increase in power consumed by a heating element of the oxygen sensor. In one example, the oxygen sensor is located at an outlet of a charge air cooler. The method may further include disabling exhaust gas recirculation system diagnostics in response to an indication of water at the oxygen sensor. Additionally, the method may include temporarily disabling an oxygen sensor heater degradation indication in response to an indication of water at the oxygen sensor, the duration of the disablement depending on the rate of power increase. As a result, changes in heater power consumption may not trigger an indication of heater degradation when water is indicated on the oxygen sensor.
Bei einem Beispiel schließt die Angabe von Wasser ein, dass eine Wassermenge am Sauerstoffsensor auf der Grundlage der transienten Erhöhung der vom Heizelement verbrauchten Leistung angegeben wird. Das Verfahren kann ferner das Einstellen einer Position einer Ansaugdrossel ansprechend auf die Angabe von Wasser am Sauerstoffsensor zum Regeln der Wasseraufnahmerate bis unter eine Schwellenrate aufweisen. Bei einem Beispiel beruht die transiente Erhöhung der Leistung auf einer vorübergehenden Erhöhung der Leistungsverbrauchsrate. Das Einstellen der Position der Ansaugdrossel kann das Verringern der Öffnung der Ansaugdrossel zum Verringern des Luftflusses durch einen Ansaugkrümmer bis unter die Schwellenrate aufweisen, wobei die Verringerung des Luftflusses mit einer zunehmenden Wassermenge am Sauerstoffsensor zunimmt. Anders ausgedrückt, kann der Luftfluss, wenn die Wassermenge am Sauerstoffsensor zunimmt, um einen höheren Betrag verringert werden (beispielsweise kann die Drosselöffnung um einen höheren Betrag verringert werden). Zusätzlich kann die Zündzeitsteuerung auf der Grundlage der Wassermenge am Sauerstoffsensor eingestellt werden. Beispielsweise kann das Einstellen der Zündzeitsteuerung das Vorziehen der Zündzeitsteuerung, wenn die Pedalposition zunimmt, und das Verzögern der Zündzeitsteuerung, wenn die Pedalposition unter einer Schwellenposition liegt, aufweisen. Bei einem anderen Beispiel kann das Angeben von Wasser das Angeben einer Wasseraufnahmerate am Ansaugkrümmer auf der Grundlage der transienten Erhöhung der vom Heizelement verbrauchten Leistung einschließen.In one example, the indication of water includes indicating an amount of water at the oxygen sensor based on the transient increase in power consumed by the heating element. The method may further include adjusting a position of an intake throttle in response to the oxygen sensor indicating water to regulate the water ingestion rate below a threshold rate. In one example, the transient increase in power is due to a transient increase in power consumption rate. Adjusting the position of the intake throttle may include decreasing the opening of the intake throttle to reduce airflow through an intake manifold below the threshold rate, with the reduction in airflow increasing with an increasing amount of water at the oxygen sensor. In other words, as the amount of water at the oxygen sensor increases, the airflow may be decreased by a greater amount (e.g., the throttle opening may be decreased by a greater amount). Additionally, the ignition timing can be adjusted based on the amount of water at the oxygen sensor. For example, adjusting spark timing may include advancing spark timing when pedal position is increasing and retarding spark timing when pedal position is below a threshold position. In another example, indicating water may include indicating a water intake rate at the intake manifold based on the transient increase in power consumed by the heating element.
Das Verfahren beginnt bei 202 mit dem Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Motorbetriebsbedingungen können die Motorgeschwindigkeit und -last, die Pedalposition, den Massenluftfluss, den Drehmomentbedarf, den EGR-Fluss, Sauerstoffsensormessungen, Bedingungen des CAC (beispielsweise Temperatur und Druck), die Umgebungstemperatur und den Umgebungsdruck usw. einschließen. Bei 204 weist das Verfahren das Bestimmen des Leistungsverbrauchs einer Heizung (beispielsweise eines Heizelements) des Einlasssauerstoffsensors (IAO2) auf. Das Verfahren weist dann bei 206 das Bestimmen, ob die Differenz zwischen dem gemessenen Leistungsverbrauch und dem Grundlinienleistungsverbrauch (beispielsweise ΔP) des Heizelements größer als ein Schwellenwert ist, auf. Wie vorstehend erörtert wurde, kann der Schwellenwert eine Schwellenleistung oder ein Schwellenbetrag der Leistungserhöhung sein. Der Schwellenwert kann auf einer Schwellenerhöhung der Leistung entsprechend einer Wassermengenschwelle, welche die Genauigkeit von EGR-Schätzungen um einen bestimmten Prozentsatz (beispielsweise 10 %) verringern kann, und/oder einer Wassermengenschwelle, welche die Verbrennungsstabilität verringern kann, beruhen.The method begins at 202 with estimating and/or measuring engine operating conditions. Engine operating conditions may include engine speed and load, pedal position, mass air flow, torque demand, EGR flow, oxygen sensor readings, CAC conditions (such as temperature and pressure), ambient temperature and pressure, etc. At 204, the method includes determining power consumption of a heater (eg, a heating element) of the intake oxygen sensor (IAO2). The method then includes, at 206, determining whether the difference between the measured power consumption and the baseline power consumption (e.g., ΔP) of the heating element is greater than a threshold. As discussed above, the threshold may be a threshold power or a threshold amount of power increase. The threshold may be based on a threshold increase in performance corresponding to a water amount threshold that may reduce the accuracy of EGR estimates by a certain percentage (e.g., 10%) and/or a water amount threshold that may reduce combustion stability.
Falls die Differenz zwischen dem gemessenen Leistungsverbrauch und dem Grundlinienleistungsverbrauch des Heizelements nicht größer als der Schwellenwert ist, wird das Verfahren bei 208 fortgesetzt, um die EGR auf der Grundlage der IA02-Messung (beispielsweise Ausgabe) zu bestimmen. Wie vorstehend beschrieben wurde, können IA02-Messungen den EGR-Verdünnungsprozentsatz der Ansaugluft angeben. Dieser EGR-Verdünnungsprozentsatz kann dann zur Ableitung des EGR-Flusses verwendet werden. Das Verfahren weist bei 208 ferner das Aktivieren des EGR-Systems und der IAO2-Diagnostik auf. Dadurch kann die Steuereinrichtung bei 209 EGR-Verbrennungsparameter (beispielsweise Zündzeitsteuerung, Injektionszeitsteuerung usw.) auf der Grundlage des bestimmten EGR-Verdünnungsprozentsatzes einstellen. Zusätzlich weist das Verfahren bei 210 das Einstellen eines EGR-Ventils zur Abgabe des gewünschten EGR-Flusses auf. Der gewünschte EGR-Fluss kann auf dem gewünschten Ansaugluftverdünnungsprozentsatz, zusätzlichen Motorbetriebsbedingungen und/oder dem bestimmten EGR-Fluss beruhen.If the difference between the measured power consumption and the baseline power consumption of the heater is not greater than the threshold, the method continues at 208 to determine the EGR based on the IA02 measurement (e.g., output). As described above, IA02 measurements may indicate EGR dilution percentage of intake air. This EGR dilution percentage can then be used to derive EGR flow. The method further includes activating the EGR system and IAO2 diagnostics at 208 . This allows the controller to adjust EGR combustion parameters (e.g., spark timing, injection timing, etc.) at 209 based on the determined EGR dilution percentage. Additionally, at 210, the method includes adjusting an EGR valve to deliver the desired EGR flow. The desired EGR flow may be based on the desired intake air dilution percentage, additional engine operating conditions, and/or the determined EGR flow.
Falls die Differenz zwischen dem gemessenen Leistungsverbrauch und dem Grundlinienleistungsverbrauch des Heizelements alternativ bei 206 größer als der Schwellenwert ist, wird das Verfahren bei 212 fortgesetzt, um Wasser am IAO2 anzugeben. Das Angeben von Wasser am IAO2 kann auch das Angeben von Wasser im Ansaugkrümmer und eine erhöhte Wasseraufnahme durch den Motor einschließen. Ansprechend auf die Angabe von Wasser am IAO2 kann die Steuereinrichtung die EGR-Systemdiagnostik bei 214 deaktivieren. Wie vorstehend erörtert wurde, kann das Deaktivieren der EGR-Systemdiagnostik das Deaktivieren von Motorbetriebsparametereinstellungen auf der Grundlage von EGR-Flussschätzungen einschließen, wobei die EGR-Flussschätzungen auf IAO2-Sensormesswerten beruhen. Zusätzlich kann das Verfahren bei 214 das Deaktivieren der IAO2-Diagnostik, welche eine IAO2-Heizelementverschlechterung angeben kann, aufweisen. Falls die IAO2-Heizelementverschlechterung beispielsweise auf der Grundlage des erhöhten Leistungsverbrauchs angegeben wird, kann keine Verschlechterung angegeben werden, während Wasser am IAO2 angegeben wird. Auf diese Weise können falsche Heizelementverschlechterungsangaben verringert werden.Alternatively, if the difference between the measured power consumption and the baseline power consumption of the heater is greater than the threshold at 206, the method continues at 212 to indicate water at IAO2. Indication of water on the IAO2 can also include indication of water in the intake manifold and increased water ingestion by the engine. In response to the IAO2 indicating water, the controller may disable the EGR system diagnostics at 214 . As discussed above, disabling EGR system diagnostics may include disabling engine operating parameter adjustments based on EGR flow estimates, where the EGR flow estimates are based on IAO2 sensor readings. Additionally, at 214, the method may include disabling IAO2 diagnostics, which may indicate IAO2 heater degradation. For example, if IAO2 heater degradation is reported based on increased power consumption, no degradation may be reported while water is reported at IAO2. In this way, false heater degradation indications can be reduced.
Bei 216 weist das Verfahren das Bestimmen der Wassermenge am IAO2 auf der Grundlage der Differenz ΔP zwischen dem gemessenen Leistungsverbrauch und dem Grundlinienleistungsverbrauch auf. Wie vorstehend erörtert wurde, kann, wenn ΔP zunimmt, die am IAO2 angegebene Wassermenge zunehmen. Bei einem anderen Beispiel kann das Verfahren bei 216 zusätzlich oder alternativ das Bestimmen der Wasseransammlungsrate am IAO2 oder der Wasseraufnahmerate am Ansaugkrümmer auf der Grundlage von ΔP aufweisen. Ähnlich kann, wenn ΔP zunimmt, auch die Wasseransammlungsrate zunehmen. Bei 218 kann die Steuereinrichtung den Luftfluss zum Ansaugkrümmer und/oder die Zündzeitsteuerung auf der Grundlage der Wassermenge am IAO2 einstellen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung die Öffnung einer Ansaugdrossel einstellen, um die Wasseraufnahmerate am Ansaugkrümmer und in den Motor zu steuern. Bei einem Beispiel kann die Steuereinrichtung die Drosselöffnung verringern, um den Luftfluss zum Motor zu verringern. Dadurch kann das Wasser im Ansaugkrümmer mit einer Rate aufgenommen werden, welche Motorfehlzündungen oder eine instabile Verbrennung verringern kann. Bei einem anderen Beispiel kann die Steuereinrichtung die Zündzeitsteuerung einstellen, um die Verbrennungsinstabilität während Wasseraufnahmen zu verringern. Beispielsweise kann das Einstellen der Zündzeitsteuerung während einer Wasseraufnahme das Vorziehen der Zündzeitsteuerung aufweisen, wenn die Pedalposition zunimmt (beispielsweise während eines Einsetzens). Bei einem anderen Beispiel kann das Einstellen der Zündzeitsteuerung während einer Wasseraufnahme das Verzögern der Zündzeitsteuerung aufweisen, wenn sich die Pedalposition unter einer Schwellenposition befindet. Das Ausmaß der Zündverzögerung oder der Zündvorziehung kann auf der am IAO2 bestimmten Wassermenge beruhen. Gemäß anderen Ausführungsformen können zusätzliche oder alternative Verbrennungsparameter, wie die Einspritzzeitsteuerung, ansprechend auf ΔP und die Wassermenge am IAO2 eingestellt werden.At 216, the method includes determining the amount of water at IAO2 based on the difference ΔP between the measured power consumption and the baseline power consumption. As discussed above, as ΔP increases, the amount of water reported on IAO2 may increase. In another example, the method at 216 may additionally or alternatively include determining the water accumulation rate at IAO2 or the water ingestion rate at the intake manifold based on ΔP. Similarly, as ΔP increases, the water accumulation rate can also increase. At 218, the controller may adjust intake manifold airflow and/or spark timing based on the amount of water at IAO2. For example, the controller may adjust the opening of an intake throttle to control the rate of water ingestion at the intake manifold and into the engine. In one example, the controller may decrease throttle opening to decrease air flow to the engine. This allows intake manifold water to be ingested at a rate that can reduce engine misfire or combustion instability. In another example, the controller may adjust ignition timing to reduce combustion instability during water ingestion. For example, adjusting ignition timing during water ingestion may include advancing ignition timing as pedal position increases (e.g., during an onset). In another example, adjusting the ignition timing during water ingestion may include retarding the ignition timing when the pedal position is below a threshold position. The amount of spark retard or spark advance may be based on the amount of water determined at the IAO2. According to other embodiments, additional or alternative combustion parameters, such as injection timing, may be adjusted in response to ΔP and the amount of water at IAO2.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 ferner das Schließen des EGR-Ventils oder das Verringern der Öffnung des EGR-Ventils zum Verringern des EGR-Flusses ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 bei 212 aufweisen. Demgemäß kann das Verfahren bei einigen Beispielen nach 216 einen zusätzlichen Schritt aufweisen, welcher das Einstellen des EGR-Flusses auf der Grundlage der Wassermenge im Ansaugkrümmer (auf der Grundlage von ΔP bestimmt) aufweist. Durch das Verringern des EGR-Flusses kann die Menge des in die Motorzylinder eintretenden zusätzlichen Wasserdampfs verringert werden.According to some embodiments, the
Bei 220 weist das Verfahren das Zurückführen der Zündzeitsteuerung und der Drosselposition auf Sollniveaus auf, wenn der Leistungsverbrauch der Heizung (beispielsweise eines Heizelements) auf PGrund zurückkehrt. Das Verfahren kann bei 220 ferner das Aktivieren des EGR-Systems und der IAO2-Heizungsdiagnostik aufweisen, wenn der Leistungsverbrauch der Heizung auf PGrund zurückkehrt. Dabei kann der EGR-Fluss auf der Grundlage der IAO2-Ausgabe bestimmt werden, wie bei 208 beschrieben wurde. EGR-Verbrennungsparameter und der EGR-Fluss können dann auf der Grundlage des geschätzten EGR-Flusses eingestellt werden, wie bei 209 und 210 beschrieben wurde.At 220, the method includes returning spark timing and throttle position to desired levels when power consumption of the heater (eg, a heating element) returns to P base . The method at 220 may further include activating the EGR system and IAO2 heater diagnostics when heater power consumption returns to P base . As such, EGR flow may be determined based on the IAO2 output, as described at 208 . EGR combustion parameters and EGR flow may then be adjusted based on the estimated EGR flow, as described at 209 and 210 .
Auf diese Weise kann ein Motorverfahren folgende Schritte aufweisen: Einstellen eines Turboladers, der die Motoransaugluft komprimiert, Einstellen der Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Motor, Kühlen der komprimierten Luft in einem Ladeluftkühler und Einstellen von Motorbetriebsbedingungen ansprechend darauf, dass der Leistungsverbrauch eines Heizelements eines Sauerstoffsensors in der komprimierten Luft um einen Schwellenbetrag über ein Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ansteigt, wobei der Sauerstoffsensor stromabwärts des Ladeluftkühlers angeordnet ist. Das Einstellen von Motorbetriebsbedingungen kann eine oder mehrere vom Deaktivieren der Abgasrückführungsdiagnostik und vom Deaktivieren einer Angabe einer Verschlechterung des Sauerstoffsensorheizelements aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Schätzen einer oder mehrerer von einer Wassermenge und einer Wasseraufnahmerate am Ansaugkrümmer auf der Grundlage des Leistungsverbrauchs des Heizelements aufweisen, wobei die Wassermenge und die Wasseraufnahmerate mit zunehmendem Leistungsverbrauch zunehmen. Das Einstellen von Motorbetriebsbedingungen kann zusätzlich oder alternativ das Einstellen eines oder mehrerer vom Luftfluss zum Ansaugkrümmer und von der Zündzeitsteuerung auf der Grundlage einer oder mehrerer von der Wassermenge und der Wasseraufnahmerate am Ansaugkrümmer aufweisen.In this manner, an engine method may include adjusting a turbocharger that compresses engine intake air, adjusting direct injection of fuel into the engine, cooling the compressed air in an intercooler, and adjusting engine operating conditions in response to power consumption of an oxygen sensor heater element in of the compressed air increases by a threshold amount above a baseline power consumption level with the oxygen sensor located downstream of the charge air cooler. Adjusting engine operating conditions may include one or more of disabling exhaust gas recirculation diagnostics and disabling an indication of oxygen sensor heater degradation. The method may further include estimating one or more of an amount of water and a rate of water ingestion at the intake manifold based on power consumption of the heating element, where the amount of water and the rate of water ingestion increase as power consumption increases. Adjusting engine operating conditions may additionally or alternatively include adjusting one or more of air flow to the intake manifold and spark timing based on one or more of water amount and water intake rate at the intake manifold.
Bei einem Beispiel beruht der Schwellenbetrag auf einer Wassermengenschwelle, die zu einer geringeren Genauigkeit von Abgasrückführungsflussschätzungen oder einer verringerten Verbrennungsstabilität führt. Zusätzlich kann der Grundlinienleistungsverbrauch auf dem Leistungsverbrauch des Heizelements unter trockenen Bedingungen beruhen.In one example, the threshold amount is based on a water amount threshold that results in reduced accuracy of exhaust gas recirculation flow estimates or reduced combustion stability. Additionally, the baseline power consumption may be based on the power consumption of the heating element under dry conditions.
Das Verfahren kann ferner das Aktivieren der Abgasrückführungssystemdiagnostik und das Bestimmen des Abgasrückführungsflusses auf der Grundlage einer Ausgabe des Sauerstoffsensors, wenn der Leistungsverbrauch des Heizelements kleiner als ein Schwellenbetrag über dem Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ist, aufweisen. Das Verfahren kann dann auch das Einstellen von Abgasrückführungsverbrennungsparametern auf der Grundlage des bestimmten Abgasrückführungsflusses aufweisen. Bei einem Beispiel kann ein Abgasrückführungsventil eingestellt werden, um einen gewünschten Abgasrückführungsfluss zuzuführen, wobei der gewünschte Abgasrückführungsfluss auf Motorbetriebsbedingungen und dem bestimmten Abgasrückführungsfluss beruht.The method may further include enabling exhaust gas recirculation system diagnostics and determining exhaust gas recirculation flow based on an output of the oxygen sensor when power consumption of the heater is less than a threshold amount above the baseline power consumption level. The method may then also include adjusting EGR combustion parameters based on the determined EGR flow. In one example, an exhaust gas recirculation valve may be adjusted to deliver a desired exhaust gas recirculation flow, where the desired exhaust gas recirculation flow is based on engine operating conditions and the determined exhaust gas recirculation flow.
Vor der Zeit t1 liegt der Leistungsverbrauch der Heizung des IAO2 um das Grundlinienleistungsverbrauchsniveau PGrund (Auftragung 304). Zu dieser Zeit können der geschätzte EGR-Fluss und der tatsächliche EGR-Fluss im Wesentlichen gleich sein (Auftragungen 308 bzw. 310). Zur Zeit t1 beginnt der Leistungsverbrauch der Heizung anzusteigen (Auftragung 304). Die IAO2-Ausgabe (Auftragung 302), der geschätzte EGR-Fluss (Auftragung 308) und das am IAO2 bestimmte Wasser (Auftragung 306) können auch nach der Zeit t1 zunehmen. Zur Zeit t2 nimmt der Leistungsverbrauch der Heizung auf eine obere Leistungsschwelle PSchwelle zu (Auftragung 304). Die Differenz zwischen PSchwelle und PGrund kann ein Schwellenbetrag 322 der Leistungserhöhung sein (beispielsweise Pgemessen - PGrund > Schwellenbetrag). Dadurch kann eine Steuereinrichtung Wasser am IAO2 angeben. Dadurch, dass das Wasser in Kontakt mit dem IAO2 gelangt, ist der geschätzte EGR-Fluss (Auftragung 308) zwischen den Zeiten t2 und t3 höher als der tatsächliche EGR-Fluss (Auftragung 310).Prior to time t1, the power consumption of the heater of IAO2 is around the baseline power consumption level P base (plot 304). At this time, the estimated EGR flow and the actual EGR flow may be substantially the same (
Ansprechend auf eine Wasserangabe am IAO2 zur Zeit t2 kann die Steuereinrichtung die EGR-Systemdiagnostik und/oder Heizungsverschlechterungsangaben deaktivieren. Beispielsweise kann die Position des EGR-Ventils, wie in
Zur Zeit t3 nimmt der Leistungsverbrauch der IAO2-Heizung wieder auf PGrund ab (Auftragung 304). Ansprechend darauf werden die Zündzeitsteuerung und die Drosselposition auf Sollniveaus zurückgeführt. Ferner können die EGR-Systemdiagnostik und die IAO2-Heizungsdiagnostik (welche beispielsweise eine Verschlechterung der Heizung auf der Grundlage des Leistungsverbrauchs angeben) wieder aktiviert werden. Dabei können nach der Zeit t3 Verbrennungsparameter und der EGR-Fluss auf der Grundlage anhand der IAO2-Ausgabe bestimmter EGR-Flussschätzungen eingestellt werden.At time t3, the power consumption of the IAO2 heater decreases back to P base (plot 304). In response, spark timing and throttle position are returned to desired levels. Further, EGR system diagnostics and IAO2 heater diagnostics (eg, indicating heater degradation based on power consumption) may be re-enabled. Here, after time t3, combustion parameters and EGR flow may be adjusted based on EGR flow estimates determined from the IAO2 output.
Auf diese Weise kann Wasser an einem in einem Einlass angeordneten Sauerstoffsensor auf der Grundlage des erhöhten Leistungsverbrauchs eines Heizelements des Sauerstoffsensors angegeben werden. Die Wasserangabe kann eine mögliche Wasseraufnahme durch den Motor über den Ansaugkrümmer angeben. Wie vorstehend erörtert wurde, kann eine Motorsteuereinrichtung Motorbetriebsparameter einstellen und/oder die EGR- und IAO2-Heizungsdiagnostik deaktivieren, wenn der Leistungsverbrauch des Heizelements um einen Schwellenbetrag über ein Grundlinienleistungsverbrauchsniveau ansteigt. Dabei können EGR-Flussschätzungen auf der Grundlage des IAO2 nicht verwendet werden, um Verbrennungsparameter und/oder ein EGR-Ventil einzustellen, während Wasser am IAO2 angegeben wird. Durch Angeben von Wasser am Sauerstoffsensor wird eine technische Wirkung erreicht, indem Motorbetriebsparameter eingestellt werden, um die Motorsteuerung und die Verbrennungsstabilität während Bedingungen zu erhöhen, bei denen Wasser vom Motor aufgenommen wird.In this way, water may be indicated at an oxygen sensor located in an inlet based on the increased power consumption of a heating element of the oxygen sensor. The water specification may indicate possible water ingestion by the engine via the intake manifold. As discussed above, an engine controller may adjust engine operating parameters and/or disable EGR and IAO2 heater diagnostics when heater power consumption increases a threshold amount above a baseline power consumption level. As such, EGR flow estimates based on IAO2 may not be used to adjust combustion parameters and/or an EGR valve while water is indicated at IAO2. By indicating water at the oxygen sensor, a technical effect is achieved by adjusting engine operating parameters to increase engine control and combustion stability during conditions where water is ingested by the engine.
Es sei bemerkt, dass die hier aufgenommenen als Beispiel dienenden Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere von einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien in der Art ereignisgetriebener, interruptgetriebener, Multitasking-, Multithreading-Verarbeitungsstrategien und ähnlicher Verarbeitungsstrategien repräsentieren. Dabei können verschiedene der erläuterten Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen fortgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie dient nur einer einfachen Erläuterung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen können abhängig von der jeweiligen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen Code repräsentieren, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist.It should be noted that the example control and estimation routines included herein can be used with various engine and/or vehicle system configurations. The specific routines described herein may represent one or more of a number of processing strategies such as event-driven, interrupt-driven, multi-tasking, multi-threading, and similar processing strategies. As such, various of the acts, operations, and/or functions discussed may be performed in the sequence shown, in parallel, or in some cases omitted. Likewise, the order of processing is not necessarily required to achieve the features and advantages of the exemplary embodiments described herein, but is for convenience of illustration and description. One or more of the actions, operations, and/or functions depicted may be performed repeatedly depending on the particular strategy used. Further, the acts, operations, and/or functions described may graphically represent code to be programmed into non-transitory memory of the computer-readable storage medium in the engine control system.
Es sei bemerkt, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, Vierzylinder-Boxermotoren und andere Typen von Motoren angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.It should be noted that the configurations and routines disclosed herein are exemplary in nature and that these specific embodiments are not to be considered as limiting because numerous variations are possible. For example, the above technology can be applied to V-6, 1-4, 1-6, V-12, opposed 4, and other types of engines. The subject matter of the present disclosure includes all novel and non-obvious combinations and sub-combinations of the various systems and configurations and other features, functions, and/or properties disclosed herein.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden, speziell dar. Diese Ansprüche können „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder eine Entsprechung davon betreffen. Diese Ansprüche sollen so verstanden werden, dass sie die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solche Elemente weder gefordert noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Diese Ansprüche, ob sie in Bezug auf den Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder verschieden sind, werden auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.The following claims specify certain combinations and sub-combinations that are believed to be novel and non-obvious These claims may relate to "an" element or "a first" element or an equivalent thereof. These claims should be understood to include incorporation of one or more such elements, neither requiring nor excluding two or more such elements. Other combinations and sub-combinations of the disclosed features, functions, elements and/or properties may be claimed by amending the present claims or by presenting new claims in this or a related application. Such claims, whether broader, narrower, equal, or different in scope to the original claims, are also intended to be included within the subject matter of the present disclosure.
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